視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清化淺析

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      網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控在平安城市中的應(yīng)用越來越多，更多的用戶愿意并喜歡上了高清視頻監(jiān)控，高清所帶來的超高畫質(zhì)、超寬場景給人以極大的視覺震撼。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控逐漸取代模擬監(jiān)控、高清監(jiān)控逐漸取代標(biāo)清監(jiān)控已經(jīng)成為了當(dāng)今平安城市建設(shè)中不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控不僅僅可以給用戶帶來更加清晰的圖像細(xì)節(jié)，還能帶給智能分析系統(tǒng)更多的數(shù)據(jù)來源，極大的豐富了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的再利用再開發(fā)，為人們使用監(jiān)控系統(tǒng)帶來了極大的便利。高清視頻監(jiān)控，正一步步改變著人們的生活。

　　網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控正突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從清晰度上來說，從百萬像素，到200萬，再到300萬，500萬等都已經(jīng)有眾多的產(chǎn)品在市場上應(yīng)用;從市場份額上來說，高清方案已經(jīng)逐漸普及，傳統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域高清所占市場份額也在逐步增大，據(jù)國際權(quán)威電子行業(yè)研究機(jī)構(gòu)IMSRESEARCH發(fā)布的報(bào)告表明，未來五年內(nèi)，高清監(jiān)控產(chǎn)品所占市場份額將會超越傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控產(chǎn)品[1]。面對高清潮流，在平安工程的建設(shè)中，用戶尤其是公安民警們更需要關(guān)注的是，如何讓網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定良好的運(yùn)行，從而使高清真正的服務(wù)于大眾，實(shí)現(xiàn)平安杭州，和諧家園的美好夙愿。

　　一、網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控簡介

　　圖1.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　如圖1所示，這是一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由五個部分構(gòu)成：前端采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、專業(yè)存儲單元、控制平臺單元以及圖像顯示單元。其實(shí)，網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是由這五個基本的部分組成，只是，和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)所不同的是，高清監(jiān)控的每一部分都要求適應(yīng)高清視頻的需求，如前端采集部分，則需要高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為采集單元，只有這樣，用戶最終從圖像顯示單元所看到的圖像才可能是高度清晰的、細(xì)節(jié)充分的畫面，當(dāng)然，此時的圖像顯示單元也是高清圖像顯示單元，如高清解碼設(shè)備、高清拼接屏等。

　　網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的五個部分有機(jī)結(jié)合，形成一個完整可靠的整體，為用戶帶來高清的視覺體驗(yàn)。各個部分各施其職，在一個完整標(biāo)準(zhǔn)的高清監(jiān)控系統(tǒng)中，五個部分缺一不可。

　　1.高清前端采集單元

　　前端采集單元，一般而言，包括治安監(jiān)控?cái)z像機(jī)、卡口攝像機(jī)以及電子警察等攝像單元。以治安監(jiān)控?cái)z像機(jī)為例，可以分為云臺攝像機(jī)和固定攝像機(jī)，這兩者的區(qū)別，顧名思義，即是否可以進(jìn)行云臺控制、是否可以進(jìn)行攝像方向的調(diào)整，在平安工程應(yīng)用中，它們經(jīng)常以球型攝像機(jī)和槍型攝像機(jī)的形式出現(xiàn)。其實(shí)，對于平安工程而言，攝像機(jī)還有很多非常重要的性能指標(biāo)值得關(guān)注，比如彩色低照度性能、強(qiáng)光抑制功能、圖像幀數(shù)等基本指標(biāo)，這些指標(biāo)都決定著一臺前端攝像機(jī)(包括高清攝像機(jī))采集圖像的效果好壞。圖2所示是一臺槍型攝像機(jī)。

　　圖2.槍型攝像機(jī)

　　2.數(shù)據(jù)傳輸單元

　　既然是網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)對于監(jiān)控系統(tǒng)就尤為重要，這就要求在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)狀況，對網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行專門專業(yè)的設(shè)計(jì)和考慮。在網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)正是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾休d體。

　　在平安工程中，通常會涉及到多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇，包括接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)以及核心交換機(jī)，不同交換機(jī)在視頻承載網(wǎng)中分?jǐn)偛煌娜蝿?wù)。網(wǎng)絡(luò)也有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括總線型、環(huán)型、星型以及混合型，各種拓?fù)浜透鞣N網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配合在一起，可以組成多種多樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，應(yīng)對不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求。所以，在網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一個好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，一個好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對監(jiān)控系統(tǒng)正常高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，極其關(guān)鍵。圖3是核心交換機(jī)。

　　圖3.核心交換機(jī)

　　3.專業(yè)存儲單元

　　在平安工程建設(shè)中，不僅僅監(jiān)控清晰度越來越高，同時新增建設(shè)點(diǎn)位也在呈現(xiàn)指數(shù)增長，隨之而來的就是海量數(shù)據(jù)的存儲與管理。在監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲單元同樣是必不可少的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅需要實(shí)時的現(xiàn)場畫面，更關(guān)鍵的是，還可以在事件或事故之后及時回看事發(fā)現(xiàn)場當(dāng)時的狀況，這就對專業(yè)存儲單元提出了嚴(yán)格的要求。平安工程中要求事發(fā)錄像能及時查看、迅速查找、完整保存，也就要求了錄像回放速度的快速，錄像搜尋的高效，以及錄像保存的可靠。另外，錄像存儲成本一直是業(yè)界津津樂道的一個話題，眾所周知，數(shù)據(jù)量越大，要求的存儲設(shè)備也就越多，設(shè)備維護(hù)工作也就越大，設(shè)備功耗也水漲船高，從而存儲成本隨之增加，在高清監(jiān)控系統(tǒng)中，海量的高清數(shù)據(jù)使存儲成本的探討也更具意義。

　　4.控制平臺單元

　　監(jiān)控平臺相當(dāng)于整個監(jiān)控系統(tǒng)的大腦，它是系統(tǒng)與用戶實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動的橋梁，也是用戶管理查看系統(tǒng)工作狀態(tài)的工具。一個基礎(chǔ)的監(jiān)控平臺可以對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的配置和管理，比如讓前端設(shè)備與后端存儲進(jìn)行合理的通信，制定相應(yīng)的存儲策略，設(shè)定不同權(quán)限用戶的優(yōu)先級，查看系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)等等;監(jiān)控平臺還可以對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時控制，遠(yuǎn)程控制云臺轉(zhuǎn)動、機(jī)動變焦鏡頭的焦距縮放，或是對實(shí)時圖像進(jìn)行手動抓拍，實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)場執(zhí)法;當(dāng)今，在大聯(lián)網(wǎng)的趨勢下，通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，平臺還承擔(dān)著互通任務(wù)，通過平臺對接，可以完成不同監(jiān)控系統(tǒng)之間的交流管理，在平安工程中則表現(xiàn)為上級監(jiān)控系統(tǒng)管理下級監(jiān)控系統(tǒng)，下級監(jiān)控系統(tǒng)推送視頻數(shù)據(jù)到上級監(jiān)控系統(tǒng)。

　　5.圖像顯示單元

　　圖像顯示單元是監(jiān)控系統(tǒng)的窗戶，用戶通過它可以看到實(shí)時圖像和錄像回放，這也正是視頻監(jiān)控系統(tǒng)所存在的目的。圖像顯示單元一般分為兩個部分:解碼設(shè)備和顯示設(shè)備，解碼設(shè)備負(fù)責(zé)將編碼數(shù)據(jù)解碼為顯示設(shè)備能夠識別的數(shù)據(jù)，然后通過顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖像的顯示。在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于視頻數(shù)據(jù)的海量性，使得解碼設(shè)備的工作量相對較高，所以對其性能要求也就更高，同時還要求解碼設(shè)備能夠?qū)D像顯示進(jìn)行分配管理，如實(shí)現(xiàn)輪巡、分屏等基本顯示功能。而一個好的顯示器才能夠提供好的畫面質(zhì)量，所以對于高清視頻而言，高清顯示器也是必不可少。圖4所示為公安民警正在利用指揮中心中的客戶端和電視墻對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)操作。

　　圖4.某指揮中心示意圖